CN103730458A - 硅控整流器 - Google Patents

硅控整流器 Download PDF

Info

Publication number
CN103730458A
CN103730458A CN201210390562.2A CN201210390562A CN103730458A CN 103730458 A CN103730458 A CN 103730458A CN 201210390562 A CN201210390562 A CN 201210390562A CN 103730458 A CN103730458 A CN 103730458A
Authority
CN
China
Prior art keywords
trap
diffusion region
diffusion zone
nmos
thyristor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210390562.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103730458B (zh
Inventor
苏庆
邓樟鹏
王邦麟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp filed Critical Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority to CN201210390562.2A priority Critical patent/CN103730458B/zh
Publication of CN103730458A publication Critical patent/CN103730458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103730458B publication Critical patent/CN103730458B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硅控整流器，包括：深N阱上部顺序并列排布有N阱和P阱，所述P阱中还具有隔离N阱将P阱分为两部分第一P阱和第二P阱；所述N阱、第一P阱上部形成有N+扩散区和P+扩散区；所述第二P阱上部形成有两个N+扩散区，第二P阱上方具有一多晶硅层，形成一NMOS；所述隔离N阱上部形成有N+扩散区；所述N阱中的N+扩散区和P+扩散区与隔离N阱中的N+扩散区相连接静电端；所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电阻接地，所述NMOS源极和第一P阱的P+扩散区接地。本发明与现有的硅控整流器想比较具有较高的骤回电压，能调节静电保护的触发电压，能提高硅控整流器开启后过低的骤回电压，能避免瞬态闩锁效应的发生。

Description

硅控整流器
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种硅控整流器。
背景技术
集成电路领域中常采用硅控整流器（SCR）或金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）作为静电保护器件。在实际应用中，硅控整流器比金属-氧化物-半导体场效应管有着更强的静电泄放能力，在同等条件下，硅控整流器结构的静电泄放能力是MOSFET的5～7倍。如图1所示，一种常用硅控整流器结构的剖面结构，该器件中寄生NPN和PNP管组成的等效电路图如图2所示。但是由于硅控整流器较低的骤回电压，在硅控整流器开启后容易让电路发生瞬态闩锁效应，导致静电保护电路失效，造成损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种硅控整流器与现有的硅控整流器想比较具有较高的骤回电压，能调节静电保护的触发电压，能提高硅控整流器开启后过低的骤回电压，能避免瞬态闩锁效应的发生。
为解决上述技术问题，本发明的硅控整流器，包括：
深N阱上部顺序并列排布有N阱和P阱，所述P阱中还具有隔离N阱将P阱分为两部分第一P阱和第二P阱；
所述N阱、第一P阱上部形成有N+扩散区和P+扩散区；
所述第二P阱上部形成有两个N+扩散区，第二P阱上方具有一多晶硅层，形成一NMOS；
所述隔离N阱上部形成有N+扩散区；
所述N阱中的N+扩散区和P+扩散区与隔离N阱中的N+扩散区相连接静电端；
所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电阻接地，所述NMOS源极和第一P阱的P+扩散区接地。
其中，所述电阻阻值范围是10欧姆至30000欧姆。
其中，所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电容接地。
本发明硅控整流器其触发电压由硅控整流器的开启电压决定，其骤回电压由低压NMOS管和硅控整流器的骤回电压之和决定。
当有ESD电流从静电端进入本发明的硅控整流器时，电压上升到使得N阱/P阱结发生反向击穿，电流从静电端流经N阱等效电阻Rnw和P阱等效电阻Rpw到地端。该电流通路会拉低N阱的电位和抬高P阱的电位来开启硅控整流器。硅控整流器的P阱中N+扩散区因为通过电阻Rg连接至接地端，在开启前处于地电位，所以本发明的开启电压由硅控整流器结构决定。在硅控整流器开启时，硅控整流器所承受的压降瞬间降低，大部分压降会降落在第二P阱上部形成的NMOS上。由于NMOS栅极与漏极相接，使得该NMOS的寄生三极管NPN（由NMOS的漏极N+扩散区为集电极，NMOS下方的P阱形成基极，NMOS的源极N+扩散区为发射极）极易被触发开启，所以在硅控整流器被开启后，NMOS漏极的高压会使得NMOS被触发开启，泄放静电电流；这时的骤回电压就是硅控整流器的骤回电压与NMOS的寄生NPN的骤回电压之和。NMOS的骤回电压一般在7V左右，因此，本发明能提高硅控整流器开启后过低的骤回电压，有效避免瞬态闩锁效应的发生。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是一种现有硅控整流器的结构示意图。
图2是图1硅控整流器的等效电路图。
图3是本发明硅控整流器一实施例的结构示意图。
图4是图3硅控整流器的等效电路图。
附图标记说明
P+是P+扩散区
N+是N+扩散区
PW是P阱
NW是N阱
DNW是深N阱
Rpw、Rnw是等效电阻
Vbp、Vbn是电压
Rg是电阻
G是多晶硅层，即NMOS的栅极。
具体实施方式
如图3所示，本发明硅控整流器的一实施例，包括：
深N阱DNW上部顺序并列排布有N阱NW和P阱PW，所述P阱PW中还具有隔离N阱NWI将P阱PW分为两部分第一P阱PWA和第二P阱PWB；
所述N阱NW、第一P阱PWA上部形成有N+扩散区N+和P+扩散区P+；
所述第二P阱PWB上部形成有两个N+扩散区N+，第二P阱上方具有一多晶硅层G，形成一NMOS；
所述隔离N阱上部形成有N+扩散区N+；
所述N阱中的N+扩散区N+和P+扩散区P+与隔离N阱NWI中的N+扩散区N+相连接静电端；
所述第一P阱PWA中的N+扩散区N+与所述NMOS漏极、栅极（即第二P阱中的N+扩散区和第二P阱上方的多晶硅层G）相连通过电阻Rg接地，所述NMOS源极（即第二P阱中的另一N+扩散区）和第一P阱的P+扩散区P+接地,所述电阻Rg阻值范围是10欧姆至30000欧姆。
本实施例中的电阻Rg可用一电容代替同样能实现本发明的技术效果。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种硅控整流器，其特征是，包括：
深N阱上部顺序并列排布有N阱和P阱，所述P阱中还具有隔离N阱将P阱分为两部分第一P阱和第二P阱；
所述N阱、第一P阱上部形成有N+扩散区和P+扩散区；
所述第二P阱上部形成有两个N+扩散区，第二P阱上方具有一多晶硅层，形成一NMOS；
所述隔离N阱上部形成有N+扩散区；
所述N阱中的N+扩散区和P+扩散区与隔离N阱中的N+扩散区相连接静电端；
所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电阻接地，所述NMOS源极和第一P阱的P+扩散区接地。
2.如权利要求1所述的硅控整流器，其特征是：所述电阻阻值范围是10欧姆至30000欧姆。
3.如权利要求1所述的硅控整流器，其特征是：所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电容接地。
CN201210390562.2A 2012-10-15 2012-10-15 硅控整流器 Active CN103730458B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210390562.2A CN103730458B (zh) 2012-10-15 2012-10-15 硅控整流器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210390562.2A CN103730458B (zh) 2012-10-15 2012-10-15 硅控整流器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103730458A true CN103730458A (zh) 2014-04-16
CN103730458B CN103730458B (zh) 2016-06-08

Family

ID=50454473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210390562.2A Active CN103730458B (zh) 2012-10-15 2012-10-15 硅控整流器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103730458B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104332467A (zh) * 2014-09-03 2015-02-04 上海华虹宏力半导体制造有限公司 硅控整流器esd保护结构
US9793258B1 (en) 2016-11-04 2017-10-17 United Microelectronics Corp. Electrostatic discharge device
CN108257951A (zh) * 2018-01-11 2018-07-06 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Scr结构及其构成的esd保护结构
CN110600469A (zh) * 2019-07-01 2019-12-20 上海长园维安微电子有限公司 一种新型降低正向残压的单向保护器件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060232898A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Nec Electronics Corporation ESD protection circuit with SCR structure for semiconductor device
US7285805B1 (en) * 2006-08-14 2007-10-23 National Semiconductor Corporation Low reference voltage ESD protection device
CN101752373A (zh) * 2008-12-19 2010-06-23 上海华虹Nec电子有限公司 防静电保护结构及其制作方法
US20120091503A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-19 Qing Su High-voltage esd protection device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060232898A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Nec Electronics Corporation ESD protection circuit with SCR structure for semiconductor device
US7285805B1 (en) * 2006-08-14 2007-10-23 National Semiconductor Corporation Low reference voltage ESD protection device
CN101752373A (zh) * 2008-12-19 2010-06-23 上海华虹Nec电子有限公司 防静电保护结构及其制作方法
US20120091503A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-19 Qing Su High-voltage esd protection device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104332467A (zh) * 2014-09-03 2015-02-04 上海华虹宏力半导体制造有限公司 硅控整流器esd保护结构
US9793258B1 (en) 2016-11-04 2017-10-17 United Microelectronics Corp. Electrostatic discharge device
CN108257951A (zh) * 2018-01-11 2018-07-06 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Scr结构及其构成的esd保护结构
CN108257951B (zh) * 2018-01-11 2020-09-29 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Scr结构及其构成的esd保护结构
CN110600469A (zh) * 2019-07-01 2019-12-20 上海长园维安微电子有限公司 一种新型降低正向残压的单向保护器件
CN110600469B (zh) * 2019-07-01 2024-05-17 上海维安半导体有限公司 一种新型降低正向残压的单向保护器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN103730458B (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102456685B (zh) 高压静电保护器件
CN108183101B (zh) 无回滞效应硅控整流器型esd保护结构及其实现方法
TWI689076B (zh) 高突波雙向暫態電壓抑制器
CN102623449B (zh) Esd保护装置
CN104576638B (zh) Esd保护器件
CN104716132B (zh) 一种低触发电压和高维持电压的硅控整流器及其电路
CN102593121B (zh) 半导体装置
CN102142440B (zh) 一种可控硅器件
CN104269402B (zh) 一种堆叠scr‑ldmos的高压esd保护电路
CN102522404B (zh) 低触发电压的双向scr esd保护电路
CN103715233B (zh) 一种具有高维持电压的ldmos结构的esd保护器件
CN103730458A (zh) 硅控整流器
CN103165600A (zh) 一种esd保护电路
CN108281420A (zh) Esd器件结构
CN102544068B (zh) 一种基于pnp型三极管辅助触发的双向可控硅器件
CN103545365B (zh) 用于静电保护的高压nldmos结构
CN101752373B (zh) 防静电保护结构及其制作方法
CN101442047A (zh) 低触发电压晶闸管静电保护结构
CN102693980A (zh) 一种低触发电压的可控硅静电放电保护结构
KR101304051B1 (ko) Esd 보호회로
CN104637934A (zh) Esd保护器件
CN107579065A (zh) 一种高维持电压可控硅静电防护器件
CN102544066B (zh) 一种基于npn型三极管辅助触发的双向可控硅器件
CN103972233B (zh) 一种具有抗闩锁能力的可关断scr器件
CN102130184B (zh) 一种应用于高压静电保护的高鲁棒性反偏二极管

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant